## MEMBANGUN SISTEM CLOUD COMPUTING DENGAN IMPLEMENTASI LOAD BALANCING DAN PENGUJIAN ALGORITMA PENJADWALAN LINUX VIRTUAL SERVER PADA FTP SERVER

## Yoppi Lisyadi Oktavianus
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas teknik Universitas Andalas Email: yopi_lisyadi@yahoo.com

## ABSTRAK
Cloud  computing  adalah  teknologi  baru  yang  sedang  hangat  dibahas  oleh  pakar  teknologi informasi.  Teknologi  cloud  computing  hadir  untuk  menjawab  tantangan  akan  kebutuhan  teknologi komputasi  yang semakin  efisien.  Banyak  hal  yang  dapat  diimplementasikan  dengan  teknologi  cloud computing  seperti  layanan  penyimpanan,  aplikasi  dan  lain-lain.  Dalam  Penelitian  ini  teknologi  cloud computing  diimplementasikan  dengan  layanan  aplikasi  FTP (File  Transfer  Protocol).  Melalui  proses teknologi  virtualisasi, 3 server  FTP  dibangun  dalam  bentuk  virtual  didalam  satu  komputer  server hypervisor yang dapat diakses melalui jaringan. Demi terciptanya ketersediaan layanan FTP yang handal, maka digunakan teknologi load balancing high availability dengan aplikasi LVS (Linux Virtual Server) dan  memakai  metode  direct  routing.  Algoritma  penjadwalan  yang  digunakan,  yaitu  : least  connection (LC),weighted least connection (WLC), source hashing (SH), shortest expected delay (SED), dan never queue (NQ). Berdasarkan hasil pengujian, sistem cloud computing memiliki tingkat efisiensi pemanfaatan resource  yang  lebih  efisien  dari  sistem  konvensional  dengan pemanfaatan  processor  sampai  51%  dan memori 53%, serta peformansi yang lebih baik dari sistem konvensional dengan response time rata-rata 0,998787  ms  dan throughput rata-rata  10789997,75  Bps. Algoritma  never  queue  (NQ)  dipilih  sebagai algoritma terbaik dari 4 algoritma lainnnya pada sistem load balancing berdasarkan response time rata- rata yang paling kecil yaitu 0,926667 ms dan throughput rata-rata yang  paling  besar yaitu 10862038 Bps
Kata kunci : Cloud computing , hypervisor, virtual, load balancing high availability , Linux Virtual Server (LVS), FTP server, response time dan throughput.

## I. PENDAHULUAN
Cloud  computing dalam  pengertian bahasa  Indonesia  yang  diterjemahkan  menjadi komputasi  awan,  beberapa  tahun  terakhir  ini telah  menjadi  "Hot  word"  di  dunia  teknologi informasi  (TI) [2] .  Bahkan  pakar  teknologi informasi Indonesia Onno W. Purbo, pada akhir tahun 2012 sering mengadakan seminar tentang cloud computing . Cloud  computing merupakan  metafora dari jaringan komputer/ internet, dimana cloud (awan) merupakan penggambaran dari jaringan komputer/  internet  yang  diabstraksi  dari infrastruktur kompleks  yang  disembunyikan [2] . Pada cloud  computing sumber  daya  seperti processor/computing  power,  storage,  network,
sofware menjadi abstrak (virtual) dan diberikan sebagai layanan di jaringan/ internet [4] . Dengan menggunakan  teknologi cloud  computing kita dapat  menggabungkan  beberapa  perangkat komputer  menjadi  satu  kesatuan  ( cluster )  dan membuat  membuat  banyak server pada  satu perangkat  komputer  dengan  virtualisasi.  Jadi bisa  dikatakan cloud  computing merupakan penggabungan  teknologi  jaringan  komputer, virtualisasi dan cluster.
Cloud  computing tercipta  karena timbulnya  kendala  seperti  keterbatasan  atau pemborosan resource komputer  yang  menye- babkan  terhambat  dan  tidak  maksimalnya beberapa  kegiatan  perkomputasian.  Agar terciptanya  efisiensi,  perusahaan-perusahaan besar  di  bidang  TI  (Teknologi  Informasi)  pun sekarang beralih menggunakan teknologi cloud
computing . Dalam  penelitian  ini  infrastruktur cloud computing yang dibangun adalah private cloud yang  diimplementasikan  di  jaringan  lokal Universitas Andalas. Sedangkan model layanan cloud  computing yang  dipakai  yaitu Software as  a  Service (SaaS)  dimana  aplikasi  FTP sebagai layanan dari cloud computing tersebut . Untuk  meningkatkan  layanan  FTP  yang handal  pada  cloud  computing,  Maka  pada penelitian  ini  digunakan  teknologi load balancing  high  availability . Load  balancing high  availability dibuat  melalui  aplikasi linux virtual  server dan  memakai  metode direct routing . Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menge- tahui  hasil  perbandingan  efisiensi  tingkat pemanfaatan resource dan  peformansi  antara server tunggal  konvensional  dengan  sistem cloud  computing serta  mengetahui  hasil perbandingan  5 algoritma penjadwalan linux virtual server.
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah  :
1. Cloud  computing dibangun  dengan  meng- gunakan hypervisor Proxmox  VE 1.9 dengan  engine  virtualisasi  KVM  (Kernel based Virtual Manager).
2. Tidak membahas sisi keamanan.
3. Pengalamatan menggunakan IP versi 4.
4. Parameter  perbandingan  tingkat  peman- faatan resource dan  peformansi  yang  akan dianalisa pada server tunggal konvensional dengan sistem cloud computing yaitu CPU utilisasi, pemakaian memori, response time dan throughput . 5. Implementasi load  balancing high availibility menggunakan  aplikasi linux virtual  server (LVS)  dengan  metode direct routing (LVS-DR).
6. Parameter peformansi pada load balancing high  availability yang  akan  dianalisa  yaitu response time dan throughput .
7. Algoritma  penjadwalan  yang  akan  diuji adalah Least  Connection (lc), Weighted Least  Connection (wlc), Source  Hashing (sh),  Shortest  Expected  Delay  (sed),  dan Never Queue (nq).
8. Protokol yang akan diuji adalah FTP. II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Jaringan Komputer [3] . Jaringan  komputer  adalah  kumpulan
beberapa  komputer  yang dihubungkan melalui media  fisik  dan  perangkat  lunak  dalam  suatu jaringan  yang  memfasilitasi  komunikasi  antara komputer-komputer tersebut. komputer  dapat  dibagi  menjadi  empat jenis, yaitu:
a. LAN ( Local Area Network ) b. MAN ( Metropolitan Area Network ) c. WAN ( Wide Area Network ) d. Internet
2.2. Virtualisasi
Virtualisasi  adalah  sebuah  teknik  atau cara  untuk  membuat  sesuatu  dalam  bentuk abstrak/virtual [5] .  Pengelola  virtualisasi  biasa disebut  sebagai hypervisor, merupakan  jenis perangkat  lunak  yang  menciptakan  "mesin virtual"  yang  beroperasi  secara  terpisah  dari satu sama lain pada komputer umum. Dalam  perkembangannya hypervisor dibagi dalam 2 tipe, yaitu [6] : a) Hypervisor tipe 1 Hypervisor tipe  1  disebut  dengan  hyper- visor  native/bare  metal,  yaitu  hypervisor yang  dapat  langsung  dijalankan  pada hardware  server  yang  kosong  (bare  metal) tanpa kita install diatas sistem operasi pada komputer. Artinya hypervisor tipe 1 menjadi  satu  paket  bersama  sistem operasi pada komputer tersebut.
b) Hypervisor tipe 2 Hypervisor tipe  2  disebut  dengan  hyper- visor  host/desktop,  yaitu  hypervisor  yang berjalan  diatas  sistem  operasi  sehingga sebelum  menggunakannya  harus  di- instal dulu  pada  sistem  operasi  untuk  dapat menjalankan hypervisor tersebut.
2.3. Cloud Computing. Cloud  computing adalah  sebuah  model komputasi yang terkonfigurasi, dimana sumber daya  seperti processor/computing  power, storage, network, dan sofware menjadi abstrak (virtual)  serta  diberikan  sebagai  layanan  di jaringan/internet menggunakan  pola  akses remote [4] .
NIST (National Institute of Standarts and Technology)  sebagai  badan  nasional  standar dan  teknologi  Amerika Serikat  memberikan definisi cloud  computing yaitu  suatu  model untuk  memberikan  kenyamanan,  on-demand akses  jaringan  untuk  memanfaatkan  bersama suatu sumber daya komputasi yang
terkonfigurasi  (misalnya,  jaringan, server , penyimpanan, aplikasi, dan layanan) yang dapat secara cepat diberikan dan dirilis dengan upaya manajemen  yang  minimal  atau  interaksi penyedia layanan [1] . Cloud  computing menyediakan  3  model layanan yaitu [1] :
a) Software as a Service (SaaS)
b) Platform as a Service (PaaS)
c) Infrastructure as  a Service (IaaS)
Sedangkan  model  penyebaran cloud computing menurut NIST (National Institute of Standarts  and  Technology)  terdiri  dari  empat model, yaitu [1] :
a) Private Cloud
b) Community Cloud
c) Public Cloud
d) Hybrid Cloud
2.4. FTP Server [3]
FTP  merupakan  singkatan  dari File Transfer    Protocol .  FTP merupakan  aplikasi yang  memberikan  akses/pertukaran  transfer data  antara  dua  komputer  ( client dan server ). Transfer  file/data  ini  dapat  terjadi    antara komputer    di    jaringan  lokal  atau  melalui internet.
FTP  biasanya  menggunakan dua  buah port untuk  koneksi  yaitu port 20 dan port 21 dan  berjalan exclusively melalui  TCP  bukan UDP.  FTP Server mendengar  pada port 21 untuk incoming  connection dari  FTP client . Biasanya port 21  adalah command  port dan port 20 adalah data port.
2.5. Load balancing [7]
Load  balancing adalah  suatu  proses  dan teknologi yang dapat mendistribusikan traﬁk ke beberapa server dengan menggunakan komputer/perangkat jaringan. Proses ini mampu mengurangi  beban  kerja  setiap server ,  serta memungkinkan server untuk  menggunakan bandwidth  yang  tersedia  secara  lebih  efektif. Kefektifan  kinerja server dapat  terlihat  dari  2 parameter berikut
a) Response Time Response  time adalah  waktu  yang dibutuhkan  oleh server untuk  memproses sebuah  paket  data  yang  datang  dan menghasilkan sebuah paket data balasan. b) Throughput Throughput adalah bandwidth aktual
yang  terukur  pada  ukuran  waktu  tertentu. Throughput dapat merepresentasikan kemampu- an sebuah server untuk menyalurkan data dalam jaringan  dalam  satuan  detik,  oleh  karena  itu throughput menggambarkan bandwidth yang sebenarnya (aktual) pada suatu waktu tertentu. Pada load balancing juga terdapat istilah high  availability ,  yaitu  merupakan  metode dimana load balancer dijaga keberadaannya dan dapat dimanfaatkan atau mengambil alih proses yang  dilakukan  oleh  load  balancer  lain bilamana dibutuhkan.
2.6. Linux Virtual Server [7]
Linux  virtual  server (LVS)  merupakan aplikasi  berbasis  sistem  operasi  linux  yang mampu  mengarahkan  koneksi  jaringan  ke beberapa server berbeda  sesuai  dengan algoritma penjadwalan  dan  memungkinkan kumpulan server untuk  menawarkan  layanan jaringan sebagai satu server virtual. Terdapat  tiga  teknik/metode  yang  dapat digunakan, yaitu :
1. Network Address Translation (LVSNAT).
2. Direct Routing (LVS-DR).
3. IP Tunneling (LVS-TUN). Ada beberapa jenis algoritma penjadwalan yang dapat diterapkan pada sistem linux virtual server pada  proses  distribusi request kepada real server , antara lain yaitu:
1. Round Robin (rr).
2. Weighted Round Robin (wrr).
3. Least Connection (lc).
4. Weighted Least Connection (wlc).
5. Locality Based Least Connection (lblc).
6. Locality  Based  Least  Connection  With Replication (lblcr).
7. Destination Hashing (dh).
8. Source Hashing (sh).
9. Shortest Expected Delay (sed) . 10. Never Queue (nq) .

## III. PERANCANGAN DAN PENGUJIAN
3.1. PERANCANGAN Berikut  sistem  server  konvensional  dan cloud computing yang dirancang : A. Sistem Konvensional a) 1 FTP server konvensional B. Sistem cloud computing a) 1 Server hypervisor
b) 2 Linux director virtual
c) 3 FTP server virtual Sistem  dirancang  dengan  menggunakan perangkat keras dan lunak sebagai berikut : A. Perangkat keras Komputer server hypervisor dan tunggal konvensional
 ACER build
 Processor:  Intel  (R)  Core  (TM)  i3-2100 CPU @3.1 GHz (4 CPU)
 Memory 4096 MB RAM
 Storage HDD 465 GB
 Ethernet Card: Realtek PCIe GBE Family Controller
B. Perangkat lunak
Perangkat  lunak  yang  digunakan  pada penelitian ini, yaitu: 1. Sistem Operasi a. Komputer server tunggal konvensional  menggunakan  sistem operasi Ubuntu dekstop 11.04.
b. Komputer  yang  berfungsi  sebagai hypervisor menggunakan  sistem operasi Proxmox 1.9.
c. Komputer  virtual server sebanyak  5 unit  dengan  3  unit  FTP server menggunakan  sistem  operasi  Ubuntu dekstop  11.04  dan  2  linux  director menggunakan  sistem  operasi  Ubuntu server 11.04. d. Komputer client menggunakan sistem operasi Windows 7 ultimate
2. vsftpd (FTP server)
3. Ipvsadm dan keepalived
4. Filezilla FTP client
5. Wireshark
3.2.PENGUJIAN
Pada  pengujian perbandingan tingkat pemanfaatan resource dan peformansi dilakukan  perbandingan server tunggal konvensional  dengan server yang  ada  pada cloud  computing berdasarkan  parameter  CPU utilisasi, pemakaian memori response time dan
throughput . Sedangkan  pengujian  unjuk  kerja load balancing high  availibility dan  perbandingan algoritma  penjadwalannya pada  sistem cloud computing akan dilakukan dengan menggunakan 5  algoritma penjadwalan,  yaitu Least  Connection (lc), Weighted  Least Connection (wlc), Source  Hashing  (sh),
Shortest  Expected  Delay  (sed),  dan  Never
Queue (nq). Serta  pada  pengujian  akan  dibuat  6 kondisi  yaitu : 1. Semua linux director dan server hidup 2. Semua linux  director hidup  dan  1  FTP server mati 3. Semua linux  director hidup  dan  2  FTP server mati 4. linux director master mati dan semua FTP server hidup 5. linux  director  master mati  dan  1  FTP server mati 6. linux  director  master mati  dan  2  FTP server mati Skema  pengujian  dapat  dilihat  dari gambar  3.1  dan  gambar  3.2  serta  skema  load balancing pada gambar 3.3.
Gambar 3.1. Skema Jaringan Pengujian Server Tunggal Konvensional
Gambar 3.2. Skema Jaringan Pengujian Cloud computing Dengan Load Balancing High Availibility

## Gambar 3.3 . Load Balancing HighAvailibility

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Perbandingan Efisiensi Tingkat
Pemanfaatan Resource Antara Server Tunggal  Konvensional  Dengan  Sistem
Cloud  Computing Berdasarkan  CPU Utilisasi dan Pemakaian Memori
Hasil  pengamatan  CPU  utilisasi  dan pemakaian  memori  dapat  dilihat  pada  gambar 4.1.
Gambar 4.2 CPU utilisasi dan pemakaian memori Server Tunggal Konvensional dan Sistem Cloud Computing
Dari  gambar  tersebut dapat  diketahui bahwa pemanfaatan processor dan memori pada server tunggal  konvensional  yaitu  10%  dan 12%,  sedangkan  pada  sistem cloud  computing pemanfaatan processor dan memori yaitu 51% dan  53%  dengan  3 server dan  2  director  di dalam sistem tersebut.

## 4.2. Perbandingan  Peformansi  Antara
Server Tunggal  Konvensional  Dengan Sistem Cloud  Computing Berdasarkan
Response Time dan Throughput
A. Response time Hasil  pengamatan response  time antara server tunggal  konvensional  dengan  sistem cloud computing dapat dilihat pada gambar 4.2
Gambar 4.2 Response Time (ms) Server Tunggal Konvensional dan Sistem Cloud Computing
Server tunggal  konvensional  dan  sistem cloud  computing sama-sama  memanfaatkan satu komputer fisik, akan tetapi dari gambar 4.2 dapat  dilihat  bahwa response  time rata-rata sistem cloud  computing lebih  kecil  dari response  time rata-rata  server  tunggal konvensional. response  time rata-rata  server tunggal konvensional 1.2354 ms dan response time rata-rata cloud computing 0.998787 ms.
B. Throughput Hasil  pengamatan throughput antara server tunggal  konvensional  dengan  sistem cloud computing dapat dilihat pada gambar 4.3
Gambar 4.3 Throughput (Bps) Server Tunggal Konvensional Dengan Sistem Cloud
Computing
Pada  gambar  4.3  menunjukkan  sistem cloud computing mendapatkan throughput rata- rata lebih  tinggi  dari server  tunggal konvensional throughput rata-rata  server tunggal  konvensional 10271017  Bps dan throughput rata-rata cloud computing
10789997.75 Bps.

## V. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari penelitian ini
1. Pemanfaatan resource komputer  untuk server tunggal konvensional dinilai tidak efisien  dan  tidak  maksimal  karena pemanfaatan processor dan  memori hanya 10% dan 12%.
2. Sistem  cloud  computing  memiliki peformansi  yang  lebih  baik  dari server tunggal konvensional.
3. Sistem load  balancing pada cloud computing dapat  menambah  kehandalan sistem  karena  dapat  menggabungkan banyak server yang diakses oleh client.
4. Pada  penelitian  ini  disimpulkan  bahwa algoritma never  queue  (nq) dipilih sebagai algoritma terbaik  untuk aplikasi FTP dibandingkan 4 algoritma lainnya.
5. Algoritma never  queue  (nq) dipilih sebagai  algoritma  terbaik  pada  sistem load  balancing untuk  ftp server ,  karena menunjukkan    hasil  uji response  time rata-rata yang lebih kecil yaitu 0.926667 ms  dan throughput rata-rata  yang didapatkan  lebih    tinggi  dibandingkan algoritma lainnya yaitu 10862038 Bps.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] [Mell, P.,dan Grance, T. 2011. “The NIST
Definition  of  Cloud  Computing”. Computer  Security  Division  Information Technology Laboratory National Institute of Standards and Technology. Gaithersburg USA ,Sumber: http://www.nist.gov/itl/cloud/upload/clou d-def-v15.pdf. [2] Hurwitz,  Judith,  et.al.  2010.    Cloud Computing  for  Dummies.  Wiley Publishing. Indiana. [3] Satria,  Rico.  2009.  “Membangun  FTP Server  pada  Windows  Server  2008  di Lembaga  Penyiaran  Publik  TVRI”. Bogor  : IPB [4] Purbo , Onno W.  2011. “Petunjuk Praktis Cloud  Computing  Mengunakan  Open Source “. Jakarta, Sumber: http://kambing.ui.ac.id/onnopurbo/ebook- voip/OWP-20110701-petunjuk-praktis- cloud-computing-menggunakan- opensource.pdf. [5] Novan.  “Pengertian  Virtualisasi”  .10 september  2011. diakses  pada  20 Desember 2011 [6] http://en.wikipedia.org/wiki/Hypervisor ,diakses pada 2 januari 2012 [7] Sagala,  M.A.  2010.”Implementasi  Load Balancing  Pada  Web  Server”. Medan  : Universitas Sumatera Utara.

## Biodata Penulis
Yoppi  Lisyadi  Oktavianus ,    Lahir  di  Padang, 19 Oktober 1989. Menamatkan Sekolah di SMA negeri 2 Padang tahun 2007 dan S1 di Jurusan Teknik  Elektro  Universitas  Andalas  (UNAND) Padang  tahun  2012  bidang  Elektronika  dan Telekomunikasi.